Joseph Henry

بذور الاكتشافات العظيمة تطفو حولنا باستمرار، لكنها لا تتجذر إلا في عقول مستعدة جيداً لاستقبالها.

Joseph Henry كان عالماً أمريكياً عمل كأول أمين للمؤسسة السميثسونيان. كان أميناً للمعهد الوطني لتعزيز العلوم، وهو مقدمة للمؤسسة السميثسونيان. حظي بتقدير عالي خلال حياته. أثناء بناء المغناطيسات الكهربائية، اكتشف Joseph Henry ظاهرة الاستقراء الذاتي الكهرومغناطيسي. كما اكتشف الاستقراء المتبادل بشكل مستقل عن Michael Faraday، لكن Faraday كان الأول في الاكتشاف والنشر لنتائجه. طور Henry المغناطيس الكهربائي ليصبح جهازاً عملياً. اخترع مقدمة لجرس الباب الكهربائي وتحديداً جرس يمكن أن يُطرق من بعيد عبر سلك كهربائي عام 1831 وجهاز الترحيل الكهربائي عام 1835. وحدة SI للاستقراء، وحدة Henry، سميت باسمه تكريماً له. كان عمل Henry على جهاز الترحيل الكهرومغناطيسي أساس التلغراف الكهربائي العملي الذي اخترعه Samuel F. B. Morse و Sir Charles Wheatstone بشكل منفصل.

السيرة الذاتية

وُلد Henry في Albany بـ New York لمهاجرين اسكتلنديين Ann Alexander Henry و William Henry. كان والداه فقيرين، وتوفي والد Henry وهو لا يزال صغيراً. قضى بقية طفولته مع جدته في Galway بـ New York. التحق بمدرسة أطلق عليها لاحقاً اسم "مدرسة Joseph Henry الابتدائية" تكريماً له. بعد المدرسة، عمل في متجر عام، وفي سن الثالثة عشرة أصبح متدرباً عند صانع ساعات وصائغ فضة. كان حب Henry الأول هو المسرح، وكان قريباً من أن يصبح ممثلاً محترفاً. أُشعلت شرارة اهتمامه بالعلوم في سن السادسة عشرة بسبب كتاب محاضرات عن موضوعات علمية بعنوان Popular Lectures on Experimental Philosophy. في 1819 التحق بـ The Albany Academy حيث حصل على رسوم دراسية مجانية. حتى مع الرسوم المجانية كان فقيراً جداً بحيث اضطر لدعم نفسه بمناصب التدريس والتدريس الخاص. كان ينوي الذهاب للطب، لكن في 1824 عُيّن مساعد مهندس لمسح الطريق الحكومي الذي كان يتم بناؤه بين نهر Hudson وبحيرة Erie. ومن ذلك الحين، ألهمته المسيرة المهنية إما في الهندسة المدنية أو الميكانيكية.

تفوق Henry في دراسته بحيث كان يساعد معلميه كثيراً في تدريس العلوم وفي 1826 عُيّن أستاذ الرياضيات والفلسفة الطبيعية في The Albany Academy من قبل المدير T. Romeyn Beck. أُجريت بعض من أهم أبحاثه في هذا المنصب الجديد. قاده فضوله حول المغناطيسية الأرضية للتجريب مع المغناطيسية بشكل عام. كان الأول الذي يلف سلكاً معزولاً بإحكام حول نواة حديد لصنع مغناطيس كهربائي أقوى، محسّناً على مغناطيس William Sturgeon الكهربائي الذي استخدم سلكاً ملفوفاً بشكل فضفاض وغير معزول. باستخدام هذه التقنية، بنى أقوى مغناطيس كهربائي في ذلك الوقت لـ Yale. أظهر أيضاً أنه عند صنع مغناطيس كهربائي باستخدام قطبين فقط متصلين ببطارية، من الأفضل لف عدة ملفات من السلك بالتوازي، لكن عند استخدام إعداد بعدة بطاريات، يجب أن يكون هناك ملف طويل واحد فقط. جعل الأخير التلغراف ممكناً. بسبب تجاربه المبكرة في الكهرومغناطيسية، يعتقد بعض المؤرخين أن Henry قام باكتشافات تسبق Faraday و Hertz؛ إلا أن Henry لا يُنسب له الفضل نظراً لعدم نشره لعمله.

باستخدام مبدأه الكهرومغناطيسي المطور حديثاً، في 1831، أنشأ Henry أحد أولى الآلات التي تستخدم الكهرومغناطيسية للحركة. كان هذا أقدم سلف للمحرك الكهربائي الحديث. لم تستخدم الحركة الدورانية، بل كانت مجرد مغناطيس كهربائي متوازن على عمود، يهز ذهاباً وإياباً. كانت الحركة المتمايلة ناجمة عن أحد الطرفين على طرفي المغناطيس الهزاز يلمس إحدى خليتي البطارية، مما يسبب تغيير القطبية، والهز في الاتجاه المعاكس حتى يضرب الطرفان الآخران البطارية الأخرى.

سمح هذا الجهاز لـ Henry بالتعرف على خاصية الاستقراء الذاتي. كما تعرف العالم البريطاني Michael Faraday على هذه الخاصية في نفس الوقت تقريباً. بما أن Faraday نشر نتائجه أولاً، أصبح مكتشف الظاهرة المعترف به رسمياً.

من 1832 إلى 1846، عمل Henry كأول مُحتل لكرسي التاريخ الطبيعي في كلية New Jersey الآن جامعة Princeton. بينما كان في Princeton، قام بتدريس مجموعة واسعة من المقررات بما فيها التاريخ الطبيعي والكيمياء والعمارة، وأدار مختبراً في الحرم الجامعي. بعد عقود، كتب Henry أنه أجرى "عدة آلاف من الاستقصاءات الأصلية حول الكهرباء والمغناطيسية والكهرومغناطيسية" بينما كان عضواً في هيئة تدريس Princeton. اعتمد Henry بشكل كبير على مساعد بحثي أفريقي أمريكي، Sam Parker، في مختبره وتجاربه. كان Parker رجلاً أسود حراً وظفته أمناء الجامعة لمساعدة Henry. في رسالة عام 1841 لعالم الرياضيات Elias Loomis، كتب Henry:

Hon. SIMON CAMERON

DEAR SIR: وفقاً لطلبك الذي قدمته إليّ شفهياً في صباح 6 يونيو، قمت بفحص جهاز السيد Lowe والتجارب البالونية، وتوصلت للاستنتاجات التالية

1. البالون الذي حضره السيد Lowe، المنتفخ بالغاز العادي، سيحتفظ بشحنته لعدة أيام.

2. في الحالة المنتفخة يمكن سحبه من قبل عدد قليل من الرجال عبر طريق عادي، أو عبر الحقول، في الطقس الهادئ عادة، من الأماكن حيث يتم تضخيمه إلى مكان آخر، على بعد عشرين ميل أو أكثر.

3. يمكن تركه يطير في الهواء عن طريق حبل في يوم هادئ إلى ارتفاع كافٍ لمراقبة البلد لمسافة عشرين ميل حول ومزيد، وفقاً لدرجة وضوح الغلاف الجوي. يمكن أيضاً إجراء الصعود في الليل ومراقبة مصابيح معسكر العدو.

4. من التجارب التي أجريت هنا للمرة الأولى ثبت بشكل قاطع أنه يمكن إرسال البرقيات بسهولة ويقين بين البالون ومقر قائد العمليات.

5. أنا واثق، على الرغم من أنني لم أشهد التجربة، من أنه عندما تكون الرياح السطحية من الشرق، كما كانت لعدة أيام الأسبوع الماضي، يمكن لمراقب في البالون أن يطفو بالقرب من معسكر العدو (كما هو الحال الآن يقع غرب منا)، أو حتى يطير فوقه، ثم يعود شرقاً برفع نفسه إلى ارتفاع أعلى. يستند هذا الافتراض إلى حقيقة أن الطبقات العليا من الرياح في هذا العرض جغرافي تتدفق دائماً نحو الشرق. أخبرني السيد Lowe، وأنا لا أشك في بيانه، بأنه سيقوم في أي يوم مناسب برحلة من النوع المذكور أعلاه.

6. من كل الحقائق التي لاحظتها والمعلومات التي جمعتها أنا متأكد من أنه يمكن الحصول على معلومات مهمة بخصوص طوبوغرافيا البلد وموضع وحركات العدو بواسطة البالون الآن، وأن السيد Lowe مؤهل جيداً لتقديم خدمات بهذه الطريقة بواسطة البالون في حوزته.

7. البالون الذي لديه السيد Lowe الآن في Washington يمكن نفخه فقط في مدينة حيث يتوفر غاز الشارع. إذا كان هناك حاجة لاستكشاف في نقطة بعيدة جداً عن نقل البالون المنتفخ، سيكون هناك حاجة لجهاز إضافي لتوليد غاز الهيدروجين. تجعل ضرورة توليد الغاز استخدام البالون أكثر تكلفة، لكن هذا، حيث تكون النتائج مهمة، ذات أهمية صغيرة نسبياً.

لهذه التجارب الأولية، كما قد تتذكر، كان سيتم تخصيص مبلغ لا يتجاوز 200 أو 250 دولار، وتماشياً مع هذا قدم لي السيد Lowe البيان المرفق بالبنود، والتي أعتقد أنها معقولة، حيث لا يتم احتساب أي شيء مقابل العمل والوقت للملاح الجوي.

يشرفني أن أبقى، باحترام كبير، خادمك المطيع،

JOSEPH HENRY,

أمين المؤسسة السميثسونيان.

في رسائله، وصف Henry أن Parker يوفر المواد للتجارب وإصلاح المشاكل التقنية في معدات Henry، وفي بعض الأحيان يتم استخدامه كموضوع اختبار في تجارب كهربائية حيث كان Henry وطلابه يصعقون Parker في عروض الفصول الدراسية. في 1842، عندما مرض Parker، توقفت تجارب Henry تماماً حتى تعافى.

عُيّن Henry أول أمين للمؤسسة السميثسونيان في 1846، وخدم في هذا المنصب حتى 1878. في 1848، بينما كان أميناً، عمل Henry بالاشتراك مع الأستاذ Stephen Alexander لتحديد درجات الحرارة النسبية لأجزاء مختلفة من قرص الشمس. استخدموا درجة حرارة لتحديد أن البقع الشمسية كانت أبرد من المناطق المحيطة. تم عرض هذا العمل على عالم الفلك Angelo Secchi الذي وسّعه، لكن مع بعض الشكوك حول ما إذا تم إعطاء Henry الفضل المناسب لعمله السابق.

في أواخر 1861 وأوائل 1862، خلال الحرب الأهلية الأمريكية، أشرف Henry على سلسلة من المحاضرات ألقاها مناهضون للعبودية بارزون في المؤسسة السميثسونيان. تضمن المتحدثون رجال دين بيض وسياسيين وناشطين مثل Wendell Phillips و Horace Greeley و Henry Ward Beecher و Ralph Waldo Emerson. كان الخطيب الشهير والعبد الهارب السابق Frederick Douglass مقرراً كمتحدث أخير؛ Henry، مع ذلك، رفض السماح له بالحضور، قائلاً: "لن أسمح بإلقاء محاضرة الرجل الملون في قاعات المؤسسة السميثسونيان."

في خريف 2014، أطلق مؤلف التاريخ Jeremy T.K. Farley كتاب The Civil War Out My Window: Diary of Mary Henry. الكتاب الذي يبلغ 262 صفحة يضم يوميات ابنة Henry ماري، من السنوات 1855 إلى 1878. طوال اليوميات، يُذكر Henry بشكل متكرر من قبل ابنته، التي أظهرت عاطفة شديدة تجاه والدها.

التأثيرات في الملاحة الجوية

تعرّف الأستاذ Henry على الأستاذ Thaddeus Lowe، وهو رياضي منطاد من New Hampshire كان لديه اهتمام بظاهرة الغازات الأخف من الهواء واستكشاف علم الأرصاد الجوية، وعلى وجه الخصوص، الرياح العالية التي نسميها اليوم تيار النفاثة. كانت نية Lowe هي عبور المحيط الأطلسي بالاستفادة من أسطوانة ضخمة مليئة بالغاز. اهتم Henry باهتمام كبير بمساعي Lowe، وقام بتعزيزه بين بعض من أبرز العلماء والمؤسسات في ذلك الوقت.

في يونيو 1860، أجرى Lowe رحلة اختبار ناجحة مع بالونه العملاق، سُمي في البداية City of New York وأعيد تسميته لاحقاً The Great Western، حيث حلق من Philadelphia إلى Medford بـ New York. لم يتمكن Lowe من محاولة رحلة عابرة للمحيط الأطلسي إلا في أواخر ربيع 1861، لذا أقنعه Henry بأخذ بالونه إلى نقطة أكثر غرباً والطيران بالبالون مرة أخرى إلى الساحل الشرقي، وهو تمرين من شأنه أن يحافظ على اهتمام مستثمريه.

أخذ Lowe عدة بالونات أصغر إلى Cincinnati بـ Ohio في مارس 1861. في 19 أبريل، أطلق رحلة مصيرية هبطت به في South Carolina الكونفدرالية. مع انفصال الولايات الجنوبية عن الاتحاد، خلال فصل الشتاء وربيع 1861، وبداية الحرب الأهلية، تخلى Lowe عن محاولات إضافية للعبور عبر المحيط الأطلسي وبتأييد من Henry، ذهب إلى Washington, D.C. لتقديم خدماته كرياضي منطاد للحكومة الفيدرالية. قدم Henry رسالة إلى وزير الحرب الأمريكي في ذلك الوقت Simon Cameron من Pennsylvania تضمنت تأييد Henry:

بتوصية Henry، انتقل Lowe إلى تشكيل فيلق البالون بجيش الولايات المتحدة/جيش الاتحاد وخدم لمدة سنتين مع جيش Potomac كـ "رياضي منطاد" في الحرب الأهلية.

السنوات اللاحقة

كعالم شهير ومدير المؤسسة السميثسونيان، استقبل Henry زيارات من علماء ومخترعين آخرين طلبوا نصيحته. كان Henry صبوراً وطيباً ومسيطراً على النفس وحكيماً بلطف. كان أحد هؤلاء الزوار Alexander Graham Bell، الذي في 1 مارس 1875 حمل رسالة توصية إلى Henry. أظهر Henry اهتماماً برؤية أجهزة Bell التجريبية، وعاد Bell في اليوم التالي. بعد العرض التوضيحي، ذكر Bell نظريته غير المختبرة حول كيفية نقل الكلام البشري كهربائياً عن طريق جهاز "قيثارة" الذي سيكون به عدة ألسنة فولاذية موصلة بترددات مختلفة لتغط